应用群论分析甲烷的拉曼光谱

【摘要】： 拉曼光谱是现代激光光谱技术中的一种重要的分析方法,由于它的一些优点(例如不受分子能级的限制等),在溶液、气体、同位素、单晶等方面的应用具有突出的优势。近些年来先后发展了表面增强拉曼光谱、共振拉曼光谱等新技术,并且越来越多地用于大分子结构分析,现在激光拉曼光谱的应用已经遍及化学、物理学、生物学等科学领域。 本论文主要研究分子的振动特性(包括分子振动的对称特性及光谱活性)及其拉曼频率。寻求溶液中的分子受到周围环境影响的理论解释。本论文主要应用群论的方法构造和分析CH4的9个简正振动模式及其光谱特性。在这里群论起了主要的作用,利用它可以使我们的计算大大简化,然后把结果与利用量子化学计算软件Gaussian计算的结果相比较以验证它的正确性。由选择定则我们还可以容易的得出CH4分子的光谱特性。经分析得出CH4的9个简正振动模式分属于3个不等价不可约表示,它们全部具有拉曼活性,而F2表示同时具有红外活性。同时本论文应用GF矩阵法分别构造出G矩阵和F矩阵,代入久期方程,计算出甲烷分子的振动频率。 由于拉曼光谱自身的优点,使它广泛的应用于溶液样品的探测中,所以最后本论文还浅谈了有关分子在溶液中受到的溶剂效应,并试图用理论解释溶液浓度同拉曼频移的关系。 【关键词】：拉曼效应 Td对称性 简正振动 对称坐标 GF矩阵 振动频率 溶剂效应
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：O433
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 引言7-10
• 1.2 论文的选题背景及意义10-11
• 1.3 论文的主要研究内容11-12
• 第二章 CH_4的简正振动模式及其光谱特性12-28
• 2.1 RAMAN效应的经典和量子解释12-15
• 2.2 应用群论对CH_4简正振动模式分类及构造投影算符15-19
• 2.3 用投影算符构造简正坐标分量19-21
• 2.4 组合CH_4分子的9 个简正振动模式21-24
• 2.5 利用群论分析CH_4的光谱特性24-28
• 第三章用FG 矩阵方法计算CH_4分子简正振动的频率28-42
• 3.1 CH_4分子选取内坐标和它简正振动的对称性分析28-29
• 3.2 CH_4分子的对称坐标29-32
• 3.3 建立F 矩阵及G 矩阵32-35
• 3.4 多余坐标35-38
• 3.5 求解振动频率38-41
• 3.6 总结41-42
• 第四章溶剂效应42-46
• 4.1 溶剂效应概念42-43
• 4.2 浅谈溶液浓度对拉曼频移的影响43-46
• 总结46-47
• 参考文献47-49
• 致谢49

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